فیبر نوری و انواع آن را بهتر بشناسیم

فیبر نوری، یک فیبر استوانه ای از جنس شیشه است که ضخامتی به اندازه باریکی یک تار مو دارد و یک محیط دی الکتریک را برای انتقال سیگنال فراهم می‌ کند. الیافی که برای ارتباطات مخابراتی بر اساس فیبرهای نوری به کار رفته اند، هدایت کننده امواج هستند و از یک محیط دی الکتریک شفاف تشکیل شده‌اند. ساختار یک فیبر نوری را در شکل زیر مشاهده می کنید. قسمت ها به ترتیب از بخش داخلی به سمت بیرونی شامل یک هسته شیشه ای، غلاف شیشه ای و روکش پلاستیکی می باشد.

با اجزای تشکیل دهنده فیبر نوری آشنا شویم

۱-هسته در فیبرهای نوری :

هسته در یک فیبر نوری شبیه به یک لوله مرکزی با ضخامت بسیار نازک است و از یک محیط دی الکتریک شفاف نوری ساخته شده است. هسته در فیبرهای نوری، انتقال دهنده نور به سمت گیرنده ها می باشد. اندازه قطر هسته به صورت ۵ تا ۱۰۰ um نمایش داده می شود.

۲-غلاف یا روکش در فیبرهای نوری:

روکش یا غلاف در فیبرهای نوری، پوششی را شامل می شود به طوری که هسته را احاطه می کند. میزان بازتاب از هسته در فیلم های نوری به واسطه روکش آن شاخص استانداردی دارد، بنابراین وجود روکش کمک می کند که نور درون هسته از نظر پدیده‌های انعکاس داخلی با راندمان بالا در مسیر حرکت کند.

۳-پوشش بیرونی در فیبر نوری :

خارجی ترین لایه در هر فیبر نوری، پوشش پلاستیکی است که معمولاً از لاستیک سیلیکونی تشکیل شده و نقش محافظ را برای قسمت های داخلی ایفا می کند. ضخامت این پوشش به صورت ۲۵۰-۳۰۰ um نمایش داده می شود.

انواع فیبر نوری

به طور کلی فیبرنوری بر اساس تعداد حالت ها (mode) و ضریب شکست به دو دسته طبقه بندی می شود. در زیر هر یک از این حالت ها و دسته بندی های توضیح داده شده اند.

هرسوالی که داری در انجمن مطرح کن

۱-طبقه بندی فیبر نوری بر اساس تعداد حالت یا mode:

الف) فیبر نوری تک حالته:

در فیبر نوری تک حالته، فقط یک نوع اشعه نور می تواند از طریق فیبر منتشر شود. این نوع الیاف دارای قطر هسته کوچک (um5) و قطر روکش با مقدار بیشتر، (um70) هستند. تفاوت بین ضریب شکست هسته و روکش بسیار کم است. هیچ پراکندگی نور در این مدل فیبرهای نوری وجود ندارد؛ به این معنا که هیچ تخریب سیگنال در طول انتقال نور از طریق فیبرنوری وجود نخواهد داشت. نور از طریق یک دیود لیزری عبور داده می شود. این فیبرهای تک حالته را در شکل زیر مشاهده می کنید.

(ب) فیبر نوری چند حالته:

فیبرنوری چند حالته تعداد بیشتری وضعیت را برای اشعه نوری که از طریق آن عبور می کند، امکان پذیر می کند. قطر هسته به طور کلی (um 40) و روکش آن (um70) است. اختلاف ضریب شکست نسبی نیز در این نوع فیبرها بیشتر از فیبر تک حالته است. به دلیل پراکندگی در فیبرهای چند حالته، احتمال تخریب سیگنال وجود دارد. به دلیل پراکندگی زیاد و تضعیف سیگنال، فیبر نوری چند حالته برای ارتباط از راه دور مناسب نیست.

۲- فیبر نوری بر اساس ضریب شکست:

الف) فیبر نوری مرحله – شاخص:

شاخص ضریب شکست هسته، ثابت است. ضریب شکست روکش نیز ثابت است. اشعه های نور از طریق آن به شکل پرتوهای نصف النهاری منتشر می شوند که در طول هر بازتاب، در مرز روکش هسته، از محور فیبرنوری عبور می کنند. این نوع انتقال را در شکل زیر مشاهده می کنید.

(ب) فیبر نوری با شاخص درجه بندی شده:

در این نوع فیبر نوری، هسته دارای ضریب شکست یکنواختی است که به تدریج از مرکز به سمت روکش هسته کاهش می یابد. روکش دارای ضریب شکست یکنواخت است. اشعه های نور از طریق آن به صورت اشعه های مورب یا پرتوهای مارپیچی منتشر می شوند. در هر زمان، پرتوها از محور فیبر عبور نمی کنند. این حالت را در شکل زیر مشاهده می کنند.

۷ مزیت کابل های فیبر نوری نسبت به کابل های مسی

هنگامی که قصد نصب یک کابل شبکه جدید را دارید و یا در حال بررسی و ارتقا به شبکه های جدید موجود هستید، ممکن است تصمیم بگیرید از کابل های فیبرنوری استفاده کنید. شبکه کابل های فیبر دارای مزایای مشخصی نسبت به کابل های مسی هستند. این مزایا را در بخش های زیر مشاهده می کنیم.

دوره آموزش سانترال پاناسونیک و ایزابل (سیپ سرور)

۱- پهنای باند بیشتر

کابل های مسی در ابتدا برای انتقال صوت طراحی شدند و پهنای باند محدودی دارند. کابل های فیبر نوری، پهنای باند بیشتری را برای انتقال داده ها، بیشتر از کابل های مسی با قطر یکسان، ارائه می دهند. در گروه کابل های فیبرهای نوری، فیبر تک حالته تا دو برابر بیشتر از فیبر چند حالته، توانایی ارائه می دهد.

۲- سرعت بالاتر

کابل های فیبر نوری دارای یک هسته هستند که نور را برای انتقال داده حمل می کند. این اجازه می دهد تا کابل فیبرهای نوری سیگنال هایی را با سرعتی که فقط حدود ۳۱ درصد از سرعت نور کندتر هستند – سریعتر از کابل های مس ۶Cat یا ۵Cat ارسال کنند. همچنین تخریب سیگنال با کابل های فیبر نوری، کمتر است.

۳-پوشش دهی فاصله های طولانی تر

کابل های فیبر نوری می توانند سیگنال های بسیار دورتر از حد معمول در مقایسه با کابل های مسی را منتقل کنند. به عنوان مثال، کابل های فیبر تک حالته با سرعت ۱۰ گیگابیت بر ثانیه می توانند سیگنال ها را تقریباً تا ۲۵ مایل حمل کنند. فاصله واقعی حمل سیگنال ها به نوع کابل، طول موج و شبکه بستگی دارد.

۴- قابلیت اطمینان پذیری بهتر

فیبر نوری در برابر تغییرات دما، هوا و رطوبت شدید ایمن است. همه این عوامل، فاکتورهایی هستند که می توانند اتصال کابل مسی را مختل کنند. به علاوه، فیبر، جریان الکتریکی را حمل نمی کند، بنابراین تداخل الکترومغناطیسی (EMI) که می تواند انتقال داده را قطع کند، وجود ندارد. فیبرهای نوری همچنین مانند کابل های مس قدیمی یا فرسوده، خطر آتش سوزی ندارد.

۵- باریک تر و محکم تر

در مقایسه با کابل های مسی، وزن کابل های فیبر نوری نازک تر و سبک تر است. فیبرهای نوری، بیشتر از مس، در برابر فشار و کشش، مقاوم است و کمتر در معرض آسیب و شکستگی قرار دارد.

۶- انعطاف پذیری بیشتر برای کاربردهای آینده

مبدل های رسانه، امکان ترکیب فیبرنوری در شبکه های موجود را فراهم می کنند. مبدل ها اتصالات اترنت UTP را از طریق کابل فیبرهای نوری گسترش می دهند. فیبرهای نوری به ویژه برای مخابرات و ارتباطات جهانی و داخل کشور بسیار مهم هستند اما نیاز به تأمین زیرساخت های آن می باشد.

۷- هزینه های پایین تر

اگرچه برخی از کابل های فیبر نوری ممکن است هزینه اولیه بالاتری نسبت به کابل های مس داشته باشند، اما دوام و قابلیت اطمینان فیبر می تواند هزینه کل را کمتر کند. با پیشرفت تکنولوژی، کابل فیبرهای نوری و اجزای مربوط به آن همچنان کاهش می یابند.